IP城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的部署關(guān)鍵

IP城域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)營的重要基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，在IP城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)運(yùn)營中，業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)肩負(fù)著網(wǎng)絡(luò)用戶的認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、帶寬和流量控制、QoS控制等職責(zé)，是個(gè)人業(yè)務(wù)、家庭業(yè)務(wù)、大客戶業(yè)務(wù)接入的控制點(diǎn)，是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的重要關(guān)口。隨著IP城域網(wǎng)的發(fā)展，業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)也在不斷演進(jìn)。

　　IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)

　　IP城域網(wǎng)是位于用戶駐地網(wǎng)和IP省網(wǎng)骨干網(wǎng)之間(CMNet網(wǎng)、IP專網(wǎng))的網(wǎng)絡(luò)。

　　IP城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)，基本可分為兩類：BRAS和業(yè)務(wù)路由器，分別對個(gè)人家庭類用戶和大客戶類用戶進(jìn)行接入控制。

　　BRAS即為寬帶接入服務(wù)器，主要功能是寬帶用戶進(jìn)行二層終結(jié)、認(rèn)證計(jì)費(fèi)和管理，是寬帶用戶在IP上的下一跳網(wǎng)關(guān)。目前IP技術(shù)成為城域網(wǎng)主流，主要提供GE/FE和各種POS接口。ATM架構(gòu)的BRAS現(xiàn)在基本已經(jīng)被淘汰，當(dāng)前的BRAS都是以IP為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的BRAS產(chǎn)品。當(dāng)城域網(wǎng)寬帶用戶發(fā)展一定的規(guī)模之后，進(jìn)入用戶密集階段，原先的BRAS集中式側(cè)掛就成為城域網(wǎng)性能瓶頸，因此BRAS分布直掛端局就成為城域網(wǎng)組網(wǎng)發(fā)展必然的選擇。

　　業(yè)務(wù)路由器處在IP網(wǎng)絡(luò)邊緣，負(fù)責(zé)接入用戶業(yè)務(wù)，而相對應(yīng)地，核心(骨干)路由器處在IP網(wǎng)絡(luò)核心位置，主要負(fù)責(zé)中繼流量調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)。最早的業(yè)務(wù)路由器就是專線接入路由器和MPLS VPN PE路由器合一的產(chǎn)物。隨著寬帶業(yè)務(wù)的興起，NGN、IPTV以及3G等業(yè)務(wù)都需要在城域網(wǎng)內(nèi)承載，因此業(yè)務(wù)路由器不再僅僅只面向大客戶開展專線接入和VPN互連功能，還需要面向商業(yè)用戶甚至個(gè)人用戶承載IPTV、NGN業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)路由器的需要被大大擴(kuò)展了。

　　BRAS和業(yè)務(wù)路由器未來如何在網(wǎng)絡(luò)中部署，如何實(shí)現(xiàn)對不同業(yè)務(wù)的接入，依然是IP城域網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)焦點(diǎn)問題。

　　直面業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)

　　業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型對電信運(yùn)營商提出這樣一個(gè)課題，那就是綜合業(yè)務(wù)層、統(tǒng)一核心層和傳送層，拓展接入層的網(wǎng)絡(luò)融合以及業(yè)務(wù)融合能力，打造一張具有綜合支撐能力的新一代電信網(wǎng)絡(luò)，為企業(yè)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型提供支撐，使獨(dú)立分離、層級繁多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)向功能融合、架構(gòu)扁平、用戶和業(yè)務(wù)可控的簡單網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。這要求整合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，形成扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使之具備強(qiáng)大的綜合支撐能力;要求對現(xiàn)有技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合;要求開放業(yè)務(wù)平臺(tái);要求向家庭網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)延伸，基于同一網(wǎng)絡(luò)向所有用戶提供綜合信息服務(wù)。

　　IP網(wǎng)絡(luò)不僅可以承載各類業(yè)務(wù)，而且由于其業(yè)務(wù)傳送是基于帶寬共享的分組交換，其傳送成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基于電路交換的傳統(tǒng)電信網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)電信企業(yè)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，將各類業(yè)務(wù)向 IP 網(wǎng)絡(luò)遷移，需要解決現(xiàn)有 IP 網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)的安全性、可靠性、服務(wù)質(zhì)量以及可運(yùn)營性上所面臨的一系列問題，將 IP 網(wǎng)絡(luò)向電信級網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型。轉(zhuǎn)型的目標(biāo)是要構(gòu)建一張商業(yè) IP 網(wǎng)絡(luò)，在運(yùn)營性和可靠性上與傳統(tǒng)電信網(wǎng)具有可比性。在商業(yè)化的IP 網(wǎng)絡(luò)上，除了承載Internet業(yè)務(wù)之外，還可以承載從傳統(tǒng)電信網(wǎng)上所遷移過來的語音和大客戶專線業(yè)務(wù)，同時(shí)還可提供視頻、多媒體、游戲、娛樂、P2P 點(diǎn)對點(diǎn)的通信業(yè)務(wù)，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商從基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商向綜合信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)供應(yīng)商方向轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的可知性、可管性、可營性和可靠性。

　　為了滿足目前 IP 網(wǎng)絡(luò)對多業(yè)務(wù)承載所面臨的安全、QoS和業(yè)務(wù)可營可管等方面的要求，需要在目前的IP網(wǎng)絡(luò)上部署多種業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(包括：BRAS、SR、SBC、GGSN等設(shè)備)。在全業(yè)務(wù)運(yùn)營模式下，若建設(shè)網(wǎng)絡(luò)仍按照傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)建設(shè)模式，即隨業(yè)務(wù)發(fā)展不斷疊加相應(yīng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)，將導(dǎo)致運(yùn)維成本增高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也業(yè)務(wù)部署復(fù)雜化等問題。

　　多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)

　　為了解決目前 IP 網(wǎng)絡(luò)對多業(yè)務(wù)承載所面臨的安全、QoS和業(yè)務(wù)可營可管等方面的問題，運(yùn)營商需要整合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，統(tǒng)一核心層和傳送層，拓展接入層的網(wǎng)絡(luò)融合以及業(yè)務(wù)融合能力，形成扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使獨(dú)立分離、層級繁多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)向功能融合、架構(gòu)扁平、用戶和業(yè)務(wù)可控的簡單網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)中部署業(yè)務(wù)控制節(jié)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)邊緣對各類業(yè)務(wù)進(jìn)行聚合、合法性檢驗(yàn)、業(yè)務(wù)感知和區(qū)分服務(wù)，使之具備強(qiáng)大的綜合業(yè)務(wù)支撐和運(yùn)營管理能力。這就催生了新一代IP城域網(wǎng)架構(gòu)，如圖1所示。

　　圖1 轉(zhuǎn)型后的IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　在邊緣對多業(yè)務(wù)網(wǎng)匯聚后進(jìn)入 IP 核心網(wǎng)時(shí)，運(yùn)營商需要對業(yè)務(wù)實(shí)施安全、QoS控制策略，保證各類業(yè)務(wù)以合法的身份、明確的 QoS 要求，安全地接入到 IP 核心網(wǎng)，使 IP 核心網(wǎng)按照邊緣設(shè)備的指示，對各類業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的 QoS 服務(wù)，從而達(dá)到對綜合業(yè)務(wù)的支撐和運(yùn)營管理的目的。這些功能是通過在核心網(wǎng)邊緣部署多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)。多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)需支持以下技術(shù)#e#多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)需支持以下技術(shù)

　　核心網(wǎng)邊緣智能化。核心網(wǎng)邊緣與現(xiàn)有IP 網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器類似，需要具有一定的交換容量，提供多種接口類型，接入其他各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。但由于現(xiàn)有邊緣路由器是為承載 Internet業(yè)務(wù)，采用盡力而為的服務(wù)模式，無法擔(dān)當(dāng) IP 網(wǎng)絡(luò)向電信級網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的重?fù)?dān)。故需強(qiáng)化核心網(wǎng)邊緣，對業(yè)務(wù)終端進(jìn)行接入認(rèn)證、進(jìn)行業(yè)務(wù)的感知分類，對匯聚進(jìn)來的業(yè)務(wù)流經(jīng)過業(yè)務(wù)內(nèi)容的深度分析、安全檢測和 QoS控制之后，再進(jìn)入IP核心網(wǎng)，從而確保用戶業(yè)務(wù)的可信度和網(wǎng)絡(luò)資源分配的有序性，并對每一種業(yè)務(wù)按照商業(yè)規(guī)則和服務(wù)契約進(jìn)行控制、QoS 服務(wù)保證和業(yè)務(wù)的運(yùn)營計(jì)費(fèi)。

　　多種業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)合一化。在網(wǎng)絡(luò)邊緣的業(yè)務(wù)控制層，放至可靈活升級、能夠?qū)崿F(xiàn)多種業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(包括：BRAS、SR、SBC、GGSN等設(shè)備)功能的多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)，對接入的多種業(yè)務(wù)統(tǒng)一進(jìn)行業(yè)務(wù)控制。

　　業(yè)務(wù)請求的CAC。CAC是對用戶的業(yè)務(wù)請求(呼叫)進(jìn)行控制。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源不足，無法對業(yè)務(wù)作出QoS承諾時(shí)，拒絕業(yè)務(wù)的請求，只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源足夠時(shí)，接納用戶的業(yè)務(wù)請求或呼叫。沒有呼叫控制，就是沒有服務(wù)承諾。所以呼叫控制是 IP 網(wǎng)絡(luò)向電信運(yùn)營級網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的一個(gè)關(guān)鍵特征。在 CAC 機(jī)制中，在業(yè)務(wù)層和承載層之間需要有一個(gè)控制層面，稱為承載控制層，通過承載控制層將業(yè)務(wù)層和承載層關(guān)聯(lián)，使業(yè)務(wù)層感知到承載層的網(wǎng)絡(luò)資源以及對業(yè)務(wù)的承載能力和 QoS 的承諾能力，對用戶的業(yè)務(wù)請求作出拒絕或者接納的響應(yīng)。

　　業(yè)務(wù)可靠性。整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)對承載的業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)零損失級的保護(hù)和倒換，保證運(yùn)營收入和用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)的無損失。業(yè)務(wù)的可靠性需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性和網(wǎng)絡(luò)可靠性來保證。在設(shè)備層面要求設(shè)備本身在交換網(wǎng)、主控板、電源等關(guān)鍵部件上需要采用冗余設(shè)計(jì)，主控板和重要的業(yè)務(wù)板之間能夠熱備份。在網(wǎng)絡(luò)層面需要支持BFD、MPLS OAM、LDP/MPLS FRR、RPR等，保證鏈路和網(wǎng)絡(luò)的可靠性，局部的鏈路或網(wǎng)絡(luò)故障，不會(huì)造成用戶業(yè)務(wù)的中斷。

　　安全保證。公眾用戶的各類業(yè)務(wù)終端接入到 IP 網(wǎng)絡(luò)后，終端、業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)所面臨的安全問題必須要有相應(yīng)的對策。一方面需要將非法用戶拒之門外，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)對于合法接入的終端，需要保證其業(yè)務(wù)的安全。另一方面需要抑制合法用戶的非法活動(dòng)，包括故意的(如惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊)和非故意的(如病毒等)活動(dòng)，防止對網(wǎng)絡(luò)資源的非法占用。

　　多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的部署

　　部署于IP 核心網(wǎng)邊緣的多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)，支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)網(wǎng)向 IP 遷移，將業(yè)務(wù)匯聚到 IP/MPLS核心網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一傳送，在傳送過程中保證業(yè)務(wù)的 QoS、安全和可靠性，使 IP 網(wǎng)絡(luò)從承載 Internet 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)向承載多業(yè)務(wù)方向演進(jìn)，大大提升了多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)對多業(yè)務(wù)的匯聚、業(yè)務(wù)的安全控制和QoS區(qū)分服務(wù)的能力，協(xié)助助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)向可運(yùn)營電信級網(wǎng)絡(luò)的成功轉(zhuǎn)型。

　　圖2 基于多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

　　在網(wǎng)絡(luò)邊緣部署了多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)后，從接入到核心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)非常簡潔、高效。

　　部署多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)，簡化網(wǎng)絡(luò)后，提高了IP網(wǎng)絡(luò)面臨多業(yè)務(wù)承載所面臨的安全、QoS和業(yè)務(wù)可營可管等方面的能力。隨著運(yùn)營商全業(yè)務(wù)運(yùn)營的深入發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)伊始，就可以網(wǎng)絡(luò)上部署多種業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)。在全業(yè)務(wù)運(yùn)營下，部署多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)后，能夠給運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、簡化網(wǎng)絡(luò)層次、方便增加新業(yè)務(wù)特性、邊緣成本降低等好處。

　　多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)是業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的發(fā)展趨勢，隨著運(yùn)營商全業(yè)務(wù)運(yùn)營的發(fā)展，業(yè)界各主要廠家也針對運(yùn)營商IP網(wǎng)絡(luò)承載多業(yè)務(wù)的需求，推出了多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)設(shè)備以滿足要求，包括以BRAS為基礎(chǔ)架構(gòu)的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(華為、愛立信等)和以業(yè)務(wù)路由器為基礎(chǔ)架構(gòu)的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(上海貝爾等)。從目前的產(chǎn)業(yè)鏈看，以BRAS為基礎(chǔ)的綜合網(wǎng)關(guān)發(fā)展的相對較早，以業(yè)務(wù)路由器為基礎(chǔ)的綜合網(wǎng)關(guān)發(fā)展的相對滯后，但目前基于這兩個(gè)架構(gòu)的技術(shù)和設(shè)備都在迅速發(fā)展中。

　　對于運(yùn)營商而言，未來的全業(yè)務(wù)將基于IP網(wǎng)絡(luò)來展開。IP網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)設(shè)備，關(guān)系到整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營，是IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)?；诙鄻I(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)如圖2所示。

　　作為城域業(yè)務(wù)的重要控制設(shè)備，多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)必須采用大容量、高性能、穩(wěn)定成熟的設(shè)備。

　　(1) 容量方面的要求：當(dāng)單臺(tái)設(shè)備失效時(shí)，所有用戶均要切換到備用的設(shè)備上來，單臺(tái)設(shè)備承載用戶數(shù)量驟然增加一倍(對單臺(tái)設(shè)備的并發(fā)用戶數(shù)要求高);目前BRAS已經(jīng)隨著網(wǎng)絡(luò)扁平化及光進(jìn)銅退向20/40G平臺(tái)演進(jìn)，并發(fā)用戶數(shù)從128k提升至256k。

　　(2) 視頻承載的要求：為承載IPTV業(yè)務(wù)，多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)對組播技術(shù)/HQoS/頻道的快速切換技術(shù)(FCC)/丟錯(cuò)包重傳等要求較高。

　　(3) 可靠性的要求：隨業(yè)務(wù)類型、用戶數(shù)量的不斷增加，可靠性要求逐步從從單機(jī)內(nèi)熱備到跨機(jī)箱熱備升級，支持不同業(yè)務(wù)/不同等級業(yè)務(wù)的多場景備份方案，有效保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的可靠性及用戶體驗(yàn)。

　　(4) 融合演進(jìn)的要求：多業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)對IPv6、WLAN AC、DPI等都全面支持，由常規(guī)的BRAS產(chǎn)品升級為光接入和視頻承載時(shí)代的多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)，后續(xù)逐步融合PDSN&WAG功能。多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的引進(jìn)

　　隨著業(yè)界各廠家設(shè)備的不斷成熟，運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上應(yīng)擇機(jī)適時(shí)引入多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)。在具體引入策略上，可考慮以下方式。

　　(1) 密切跟蹤多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展。

　　(2) 在現(xiàn)有業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)的選擇上，建議選擇具備向多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)演進(jìn)能力的設(shè)備。

　　(3) 在部分區(qū)域可先進(jìn)行試點(diǎn)，驗(yàn)證多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的功能和性能，檢驗(yàn)成熟后再逐步推廣。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的融合，多業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)將不同業(yè)務(wù)功能在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行整合，并最終實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)統(tǒng)一的控制網(wǎng)關(guān)。這種統(tǒng)一的控制網(wǎng)關(guān)將為運(yùn)營商的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營帶來更多的便利，簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、降低網(wǎng)絡(luò)投資，節(jié)省機(jī)房空間和傳輸鏈路。